Диссертация (1141490), страница 3
Текст из файла (страница 3)
С принудительной аэрацией:•высоконагружаемые фильтры (аэрофильтры).Капельный (оросительный или перколяторный) биофильтр – непрерывноработающий биопленочный реактор, состоящий из емкости, заполненнойфильтрующим материалов, через которую осуществляется фильтрование сточных16вод, подаваемых через распределительные устройства. Данное сооружениеприменяетсядлябиологическойочисткихозяйственно-бытовыхипромышленных сточных вод уже около ста лет [68].Биофильтры могут быть в плане круглые, прямоугольные, квадратные.Сточная жидкость поступает в биофильтр через распределительные устройства,способствующие равномерному орошению биозагрузки.
Проходящий процессбиофильтрации позволяет обеспечить максимальный контакт биопленки и частицводы, содержащих питательный субстрат. Через нижний дренаж обеспечиваетсяестественная вентиляция сооружения [76].Биофильтры–стабилизаторыбиологических фильтров сстабилизаторовпредставляютсобойплоскостной загрузкой.интенсифицированазасчетмодификациюРаботабиофильтров-неоднократнойциркуляциибиопленки вместе с очищаемой водой. В результате обеспечивается глубокаядеструкция загрязнений и стабилизация избыточной биомассы.
Здесь биомассапредставлена двумя видами – прикрепленной на поверхности загрузки ициркулирующей биопленки.Башенныебиофильтрыявляютсямодификациейкапельных.Интенсификация очистки в них обеспечивается за счет улучшенной воздушнойтяги в результате естественной аэрации. Высота таких сооружений составляет от8 до 16 метров и основной экономический эффект достигается за счет отсутствиярасходов на аэрацию. Эффект очистки нормально работающих башенныхбиофильтров может достигать по БПК20 90 % и более.Высоконагружаемыебиофильтры(аэрофильтры)засчетлучшеговоздухообмена и незаиливаемости загрузки обладают большей относительнокапельных окислительной мощностью, которая составляет 0,75 – 2,25 кгБПК/(м3·сут.). В аэрофильтрах крупность загрузочного материала составляет 4070 мм, рабочая высота загрузки – 2–4 м, гидравлическая нагрузка –10–30м3/(м2сут) [10,76,102,121].
В таблице 1.1 приведены характеристики различныхтипов капельных биофильтров.17Таблица 1.1Характеристики различных видов биофильтровс незатопленной загрузкой (при 20°C) [98]Режим эксплуатацииЗагрузкаГидравлическаянагрузка, м3/(м2 ·сут)Нагрузка,кгБПК/(м3·сут)Рецикл очищеннойводыНаличие мух вкорпусе фильтраПотеря биопленкиГлубина, мЭффективностьснижения БПК, %НитрификацияНизкаянагрузкаСредняянагрузкаВысокаянагрузкаКамниКамниКамниСупервысокаянагрузкаПластик1–43 – 1010 – 4012 – 70Камни/Пластик45 – 1850,1 – 0,40,2 – 0,50,5 – 10,5 – 1,6До 8МинимальныйМногоИногдаВсегда *ВсегдаВсегдаКол-воменяетсяНепрерывноНемногоНемного1,8 – 2,580 – 85Кол-воменяетсяКол-воменяется1,8 – 2,550 – 70Непрерывно3 – 1265 – 85Непрерывно0,9 – 640 – 65ИнтенсивнаяЧастичнаяЧастичнаяПрерывисто0,9 – 365 – 80ПредочисткаОграниОтсутствученнаяет*Рециркуляция сточных вод обычно не требуется при их обработке в анаэробных реакторахНедостаткомбиореакторовснезатопленнойзагрузкойявляетсянестабильность при высокой неравномерности поступления сточных вод, чтоособенно характерно для малых сооружений.
Это приводит к подсыханиюзагрузки в биофильтрах, изменению температурного режима, заиливаниюзагрузочного материала. Рециркуляция очищенных сточных вод в часыминимального притока сточных вод может решить данную проблему, однако этоприводит к дополнительным энергозатратам [23].Еще одним недостатком биофильтров является ограниченность контактнойрабочей зоны неподвижных биопленок.
Протекающая жидкость контактируетлишь с частью биомассы, протекая мимо обратной стороны загрузочногоматериала, что негативно сказывается на расположенной там биомассе.Врезультатемикроорганизмамибиопленкипотребляетсятолькопроходящее через них вещество. Осуществляется данный процесс при помощи18молекулярной диффузии, которая на практике часто лимитирует процесс очисткив биофильтре [76].1.1.2 Контактные реакторы с периодически затопляемой загрузкойК реакторам данного типа относят вращающийся биологический контактор(Rotating Biological Contactor – RBC), известный также как дисковый биофильтр[51,76].Дисковыйбиофильтрсостоитизрядаблизкорасположенных(смонтированных бок о бок), пластмассовых (синтетических) дисков, как правило,около 3,5 м в диаметре и прикрепленных к вращающемуся горизонтальному валу(рисунок 1.2).
Несмотря на то, что носитель, на котором прикреплена биопленкавращается, сама биопленка неподвижна относительно носителя, как в капельныхбиофильтрах [107].Рисунок 1.2 – Типовая конфигурация дискового биофильтра [93]: 1 – диски;2 – перегородки; 3 – приводы дисков; 4 – подача сточных вод на очистку; 5 –выход очищенной водыПримерно 40% каждого диска погружают в резервуар с очищаемой сточнойводой. При вращении дисков прикрепленная на их поверхности биопленкапериодически погружается в сточную воду. При погружении в сточные водыпротекает окисление органических веществ микроорганизмами биопленки, при19поднимании–насыщениенеобходимымдлябиохимическихпроцессовкислородом.Дисковые биофильтры обычно дают достаточно высокую эффективностьочистки по БПК5 на 85-95%, по взвешенным веществам – до 85-95%.В таблице 1.2 приведены данные для расчета дисковых биофильтров.Таблица 1.2Параметры расчета для дисковых биофильтров (при 20oC) [98]СнижениеБПК0,08 – 0,16Снижение БПКи нитрификация0,03 – 0,08Тольконитрификация0,04 – 0,103,7- 9,82,4–7,30,5–1,59,8 – 17,27,3 – 14,61,0 – 2,919 – 29 (14*)19 – 29 (14*)-39 – 59 (30*)39 – 59 (30*)--0,7 – 1,51,0 – 2,00,7 – 1,515 - 301,5 - 47 – 151,2 – 2,97 – 15-<2<2Режим эксплуатацииГидравлическая нагрузка, м3/(м2·сут)Нагрузка на поверхность по органике(SOLR), грБПКрастворим/(м2·сут)Нагрузка на поверхность по органике,грБПК/(м2·сут)Максимальная SOLR на первом этапе,грБПКрастворим/(м2·сут)Максимальная SOLR на первом этапе,грБПК/(м2·сут)Нагрузка на поверхность по азоту,грN-NH4+/(м2·сут)Время гидравлического контакта, часБПК очищенных сточных вод, мг/лКонцентрация N-NH4+ в очищенныхсточных водах, мг/л*типовые проектные значения1.1.3.
Контактные реакторы с затопленной загрузкойК реакторам данного типа относят следующие реакторы [64]:1. С аэрацией:• С неподвижным носителем:- BIOFOR® процессы;- BIOSTYR® процессы.• С подвижным носителем:- Kaldnes процесс;- METEOR® процесс, комбинированные системы;- Биореакторы с псевдоожиженным (взвешенным) слоем.202. Без аэрации:• Анаэробные биореакторы с подвижным и неподвижным слоем,• Биореакторы с псевдоожиженным (взвешенным) слоем.Процесс Biofor – это одна из технологий компании Degrémont. Сточныеводы на очистку подаются непрерывно вниз реактора и распределяются черезвесь объем фильтра через специальные колпачки, которые снизу непрерывноаэрируются (рисунок 1.3).
Сточные воды проходят через загрузку Biolite, накоторой развивается биопленка. Растворенные органические и азотосодержащиевещества задерживаются биопленкой в процессе цикла фильтрования [64].Рисунок 1.3 – Процесс Biofor [64]: 1 – поступление сточных вод; 2 – выходочищенной воды; 3 – загрузка Biolite; 4 – воздух; 5 – сточные воды; 6 – подачавоздуха для процесса; 7 – подача воздуха для промывки; 8 – аэратор;9 – вода от промывки; 10 – промывная вода; 11 – насосИспользование конструкции с восходящим прямоточным потоком помогаетограничить образование запаха, так как очищенная вода находится наповерхности фильтра (в контакте с атмосферой), а неочищенная вода поступает в21нижней части фильтра.
Так как фильтры могут быть выведены из эксплуатации,когда в них нет потребности, эксплуатационные расходы (за счет сокращенияпроизводства технологического воздуха) могут быть уменьшены.Зависимость показателей очистки процесса Biofor от технологическогорежима приведена в таблице 1.3.Таблица 1.3Применимость технологий BioforПрименениеПроизводительностьСкоростьфильтрованияНагрузкаСкоростьфильтрованияНагрузкаСкоростьфильтрованияНагрузкаСкоростьфильтрованияНагрузкаСнижение БПКНитрификацияПре-денитрификацияПост-денитрификация3-12 м/час2-8 кгБПК5/м3 в сут.3-16 м/час0,5-2 кгNH3 - N/м3 в сут.10-35 м/час3-7 кгNH3 - N/м3 в сут.10-30 м/час1-1,5 кгNH3 - N/м3 в сут.Эта технология позволяет обеспечить изъятие по ВВ и БПК до10 мг/дм3 именее, азота аммонийного на уровне 1,5 мг/дм3, азота нитратов до 1,5 мг/дм3 иобщего азота примерно 3 мг/дм3.
Эффективность переноса кислорода, какправило, 15 - 25%.ПроцессBiostyr–этооднаизтехнологийкомпанииVEOLIA,отличающаяся от процесса BIOFOR небольшими конструктивными изменениями,используемыми техническими решениями и материалами.Kaldnesпроцессбазируетсяодновременнонапринципеочисткибиопленками и активным илом. Профессор Халвард Одергард из Трондхеймскогоуниверситета науки и технологии разработал этот процесс в 1989 и это былапервая технология в Норвегии, которая предусматривала удаление азота [100].Kaldnes использует пластиковые (полиэтиленовые) кольца Рашига с плотностьюнемного ниже плотности воды, в качестве носителя биопленки (биозагрузки),22которые удерживаются во взвешенном состоянии и в движении в биореакторе(рисунок 1.4) [116].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
